项目基本情况Basic information of the project
本文通过调研国内外薄层罩面技术在路面养护中的应用研究,重点研究了SMA-13混合料和AR-AC13橡胶沥青混凝土的施工工艺、配合比设计、原材料选择和路用性能检测,并得到如下研究结论:
(1)橡胶沥青的拌合存在最佳拌合温度,低于最佳温度,胶粉在基质沥青中溶胀溶解不充分,高于最佳温度,沥青老化导致低温延度变小,40目胶粉的最佳拌合温度为190℃;橡胶沥青的黏度和软化点随胶粉掺量增大而增加,超过胶粉最佳掺量后,低温延度与弹性恢复呈减小趋势,最佳掺量为22%~24%;胶粉颗粒越细,橡胶沥青整体性能越优,但60目与80目胶粉改性效果大致相同,推荐选用60目胶粉;仅从感温系数方面考虑,胶粉掺量越多橡胶沥青感温性能越好,但实际胶粉掺量的选择还要考虑黏度的增加所带来的施工难度。
(2)基于体积指标的混合料配合比设计可以看出,细集料越多,油石比越少,增加到一定程度时,就会撑破粗集料骨架结构;油石比随胶粉细度的增大而增加,但60目与80目时的油石比相同,也就是说进一步增加胶粉细度对混合料的油石比不再产生影响;混合料的油石比、矿料间隙率、沥青饱和度及粗集料间隙率与胶粉掺量具有非常好的相关性,相关系数均在0.99以上,随着胶粉掺量的增加,相同空隙率下的油石比逐渐增大。
(3)从混合料的路用性能分析,对于级配,细集料的增多导致动稳定度降低,在保证骨架结构条件下,动稳定度降低幅度较小,骨架结构被破坏后,混合料动稳定度降低明显;随油石比的增加,混合料高温性能与低温抗裂能力呈抛物线式变化;随胶粉掺量的增加,高温性能与低温性能先提高后降低;胶粉目数的变化对混合料路用性能影响较小,但粗胶粉的混合料低温性能较差。经过路用性能的比选,用于橡胶沥青混合料罩面的施工工艺为胶粉掺量为24%,油石比在8.5~9.5之间,关键筛孔通过率(2.36mm)不宜超过27%,胶粉粒径60目为宜。
(4)通过室内试验得出AR-AC13橡胶沥青混合料具有较好的高温性能、水稳性能及低温变形能力,实验结果远超出规范要求。采用马歇尔击实方法对混合料级配和体积指标提出了控制范围。提出了混合料的拌合、运输、摊铺及压实的施工工艺及施工质量控制参数。
(5)SMA-13沥青混合料合理击实次数为75至80次,比普通马歇尔试验击实次数50次高出60%,适合的拌和温度范围区间为170-180℃,在合理击实次数和拌和温度条件下制作的马歇尔试件具有更好的物理力学性质。适当提高SMA混合料马歇尔试件击实次数和拌和温度有助于提高SMA混合料的性能提升,能够进一步减少空隙率、增加稳定度,更符合实际交通量变大的实际。但过高的击实次数,如超过90次,将造成试件表面粗集料出现裂纹,导致整体性受到一定下降,反映出空隙率减小、流值增加。同样,过高的拌和温度也会导致沥青出现老化,影响沥青混合料使用性能。
(6)根据确定的SMA-13混合料级配和拌和温度,分别在设计沥青用量和最佳沥青用量下拌制SMA-13混合料并成型试件,分别进行车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔稳定度试验和冻融劈裂试验。在同时满足技术要求的情况下,根据合理击实次数和拌和温度确定最佳沥青用量的SMA-13沥青混合料试件各项指标都比设计沥青用量试件要更好,表现出更高的动稳定度、水稳定性、更好的低温抗裂性等特点,具有更佳的路用性能。
(7)结合项目实际,对SMA路面施工过程中的施工准备、温度控制、混合料的拌和、运输、摊铺、碾压及施工缝的处理工艺进行了详细的分析,提出了质量控制关键的要求。
通过依托工程的验证,项目成果完全达到了课题研究的目标,本项目成果具有广阔的推广应用价值。
推广应用方面,可以结合我省SMA沥青混合料和橡胶沥青混合料项目进行推广实施。
管理团队与技术团队Management team and technical team
黑龙江省公路科学研究院
效益分析Benefit analysis
该项目为储备库项目资源,暂无效益分析内容。